第四讲 视频处理技术.doc

第四章、视频处理技术 数字视频信息是多媒体元素中信息携带最丰富、表现能力最强的一种多媒体元素。在多媒体技术中，视频信息的获取和处理具有举足轻重的地位，视频处理技术在现在和将来都是多媒体技术研究和应用的一个热点。 一、视频基本概念 就其实质而言，视频是一组连续变化的图像画面。所以，视频也称之为运动图像。根据视觉暂留原理，连续的图像以超过一定的速度变化时，人眼就无法辨别单独静止的图像画面，而形成平滑连续的视觉效果。图像与视频是两个既有联系又有区别的概念：静止的称为图像、运动的称为视频，视频中每帧单独画面形成一幅数字图像，而连续的图像序列又形成了视频，所以，图像就是离散的视频，视频就是连续的图像。 除此以外，视频中还包括声音内容。 1、模拟视频和数字视频 模拟视频是一种用于传输图像和声音且随时间连续变化的电信号。早期视频的获取、存储和传输都是采用模拟方式，所用的存储介质、处理设备以及传输网络都是模拟的。人们在电视上所见到的视频图像就是以模拟电信号的形式来记录的，井由模拟调幅的手段在空间传播，再用磁带录像机将其模拟信号记录在磁带上。 模拟视频具有以下特点： 以连续的模拟信号的形式来记录； 使用磁带录像机以模拟信号记录在磁带上。 依靠模拟调幅的手段在空间传播： 传统的视频都以模拟方式进行存储和处理，不适于网络传输，其信号在处理与传送时会有一定的衰减，并且不便于分类、检索和编辑。 数字视频是以离散的数字信号表示、存储、处理和传输的视频信息，所用的存储介质、处理设备以及传输网络都是数字的。例如，采用数字摄像设备直接拍摄的视频画面，通过数字宽带网络（光纤网、数字卫星网）传输，使用数字设备（数字电视接收机或模拟电视+机顶盒）接受播放，用数字存储设备（如光盘、磁盘、数字磁带）等存储。 数字视频具有以下特点： 以离散的数字信号的形式来记录； 使用数字存储媒体存储视频信息； 用数字化设备编辑 通过数字化宽带网络传播； 多媒体技术中的数字视频，主要指以多媒体计算机为核心的数字视频处理体系。要使多媒体计算机能够对视频进行处理，除了直接拍摄数字视频信息外，还必须把来自模拟视频源——模拟摄像机、录像机、影碟机等设备的模拟视频信号转换成计算机要求的数字视频形式。 与模拟视频相比，数字视频还具有以下优点： 1）便于计算机编辑处理。 数字视频信号可以在多媒体计算机中进行采集、编码、存储、处理，很容易进行创造性地编辑与合成，进行各种特技效果的处理。 2）再现性好。 模拟信号由于是连续变化的，所以不管复制时采用的精确度多高，失真总是不可避免的，经过多次复制以后，失真现象就更明显。数字视频可以不失真地进行无限次拷贝，它不会因存储、传输和复制而产生图像质量的变化，因而能够准确地再现图像。 3）适合于网络应用。 在网络环境中。数字视频信息可以很方便地实现资源的共享和传输。通过网络链路，数字视频可以很方便地从一个地方传到另一个地方，且支持不同的访问方式（点播、广播）视频数字信号可以长距离传输而不会产生任何衰减。 数字视频的缺陷是数据量巨大，因而需要进行适当的数据才能适合进行处理和传输，这样在处理和传输的过程中都要进行压缩和解压缩的处理，从而影响处理速度。 显示设备采用DVI接口具有主要有以下两大优点： 一、速度快 　DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。 二、画面清晰 计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D（模拟/数字）转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像出现失真甚至显示错误，而DVI接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。 最后，DVI接口可以支持HDCP协议，为将来看带版权的高清视频打下基础。不过要想让显卡支持HDCP，光有DVI接口是不行的，需要加装专用的芯片，还要交纳不斐的HDCP认证费，因此目前真正支持HDCP协议的显卡还不多。 HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音